JP3417829B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3417829B2
JP3417829B2 JP06104398A JP6104398A JP3417829B2 JP 3417829 B2 JP3417829 B2 JP 3417829B2 JP 06104398 A JP06104398 A JP 06104398A JP 6104398 A JP6104398 A JP 6104398A JP 3417829 B2 JP3417829 B2 JP 3417829B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高周波用
電力シリコンバイポーラトランジスタにAuめっき層を
形成する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高周波半導体装置の高出力化や高
性能化がめざましく、シリコンバイポーラトランジスタ
(以下、トランジスタと称する)では、エミッタ長の増
大による飽和出力向上、そしてAuめっき層を用いた配
線抵抗の低減が進んでいる。このため、トランジスタの
製作工程においてAuめっき工程が重要になってきてい
る。
【0003】ここで、従来の半導体装置の製造方法につ
いて、トランジスタのベース電極またはエミッタ電極の
ボンディングパッドにAuめっき層を形成する場合を例
にとり、図3を用いて説明する。
【0004】図3(a)に示すように、シリコン基板1
0のコレクタ領域に第一の絶縁膜である素子分離用選択
酸化層11(以下、LOCOS領域と称する)を形成す
る。次に、イオン注入法を用いてベース領域12、エミ
ッタ領域13を形成し、さらに、酸化膜と窒化膜からな
るベース、エミッタ取り出し用の開口を有する第二の絶
縁膜20を形成し、その後、ベース、エミッタ電極14
(第一の金属層)を形成する。
【0005】次に、図3(b)に示すように、Auめっ
き層の形成予定部に開口部を有する窒化膜15を形成す
る。そして、Auめっき層を形成するときに電極として
用いる第二の金属層であるAu層16を蒸着法を用いて
形成する。さらに、Auめっき層を選択的に形成するた
めに、Auめっき層の形成予定部に開口部を有するフォ
トレジスト層17を形成する。
【0006】次に、図3(c)に示すように、電解めっ
き法により第二の金属層であるAuめっき層18を形成
し、その後、フォトレジスト層17と電極用Au層16
を除去する。
【0007】上記した方法の場合、ダイシング部21と
接触するLOCOS領域11の端部は窒化膜と酸化膜の
積層構造になっている。このため、その後のエッチング
工程においてオーバーハング状になることが多かった
(図3(b)Z部)。
【0008】なお、Au層の段切れ防止策として、Au
層を厚く形成する方法があるが、これは後の工程でのA
u層の除去が困難になり、現実的ではない。
【0009】この結果、Auめっき電極Au層16はL
OCOS領域11の端部で段切れまたは薄層化を起こ
し、ダイシング部21とLOCOS領域11上のAu層
16は導通がなくなり、Auめっきの形成不良(膜厚ば
らつき)が発生しやすかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
半導体装置の製造方法の場合、LOCOS領域の端部に
おけるAuめっき電極用Au層の段切れによって、Au
めっき層の形成不良が発生するという問題点があった。
【0011】本発明は上記の欠点を排除するもので、L
OCOS領域の端部に新たにAuめっき形成領域を設け
ることにより、段切れしているAuめっき電極用Au層
を接触させ、Auめっき層の形成不良を防止する半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、半導体基板上に所定のパターンを有する厚膜
の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、前記第一の絶縁
上に電極と接続した第一の金属層を形成する第2工程
と、前記第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続するため
の開口を設けた第一の保護膜を、前記第一の絶縁膜上の
端部に形成する第3工程と、開口を設けた前記第一の保
護膜上面に下地の第二の金属層を形成する第4工程と、
前記第二の金属層上に選択的に厚めっきの第三の金属層
を形成する第5工程とからなる半導体装置の製造方法に
おいて、前記第一の絶縁膜の前記端部に対応したフォト
レジスト開口を形成する工程と、電気めっき法を用いて
前記フォトレジスト開口に厚めっき層を形成する工程と
を含むことを特徴とする。
【0013】また、半導体基板上に所定のパターンを有
する厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、前記第
一の絶縁膜上に電極と接続した第一の金属層を形成する
第2工程と、前記第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続
するための開口を設けた第一の保護膜を、前記第一の絶
縁膜上の端部に形成する第3工程と、開口を設けた前記
第一の保護膜上面に下地の第二の金属層を形成する第4
工程と、前記第二の金属層上に選択的に厚めっきの第三
の金属層を形成する第5工程とからなる半導体装置の製
造方法において、前記第三の金属層と前記第一の絶縁膜
前記端部に対応したフォトレジスト開口を形成する工
程と、電気めっき法を用いて前記フォトレジスト開口に
厚めっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0014】また、半導体基板上に所定のパターンを有
する厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、電極の
取り出し用開口を有する第二の絶縁膜を形成する第2工
程と、前記開口を介して前記第一の絶縁膜上と前記電極
とを接続する第一の金属層を形成する第3工程と、前記
第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続するための開口を
設けた保護膜を、前記第一の絶縁膜上の端部に形成する
第4工程と、開口を有する前記保護膜上面に下地の第二
の金属層を形成する第5工程と、前記第二の金属層上に
選択的に厚めっきの第三の金属層を形成する第6工程と
からなる半導体装置の製造方法において、前記第一の絶
縁膜の端部に対応したフォトレジスト開口を形成する工
程と、電気めっき法を用いて前記フォトレジスト開口に
厚めっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0015】また、半導体基板上に所定のパターンを有
する厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、電極の
取り出し用開口を有する第二の絶縁膜を形成する第2工
程と、前記開口を介して前記第一の絶縁膜上と前記電極
とを接続する第一の金属層を形成する第3工程と、前記
第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続するための開口を
設けた保護膜を、前記第一の絶縁膜上の端部に形成する
第4工程と、開口を有する前記保護膜上面に下地の第二
の金属層を形成する第5工程と、前記第二の金属層上に
選択的に厚めっきの第三の金属層を形成する第6工程と
からなる半導体装置の製造方法において、前記第三の金
属層と前記第一の絶縁膜の端部に対応したフォトレジス
ト開口を形成する工程と、電気めっき法を用いて前記フ
ォトレジスト開口に厚めっき層を形成する工程とを含む
ことを特徴とする。
【0016】また、第三の金属層が金めっきによって形
成されることを特徴とする。
【0017】本発明は、LOCOS領域の端部にAuめ
っき形成領域を形成することにより、めっき電極用Au
層が段切れしている場合でも、Auめっき工程で電極の
導通が回復でき、膜厚の均一なAuめっき層が形成でき
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の一形態につ
いて図面を参考にして説明する。
【0019】図1(a)〜(d)は、本発明の半導体装
置の製造方法について工程順に示す断面図である。図2
は本発明の半導体装置の製造方法についての平面図であ
る。
【0020】図1(a)に示すように、シリコン基板1
0(半導体基板)のコレクタ領域に第一の絶縁膜である
LOCOS領域11を形成している。LOCOS領域1
1の形成には熱酸化法を用い、例えば水蒸気雰囲気中で
1000℃、6時間形成し、このときLOCOS領域の
酸化膜厚は1.2μm、また段差は0.54μmとなっ
ている。その後、イオン注入法を用いてボロン(B)に
よりベース領域12を、砒素(As)によりエミッタ領
域13を形成している。さらに、酸化膜と窒化膜の2層
構造で、ベース、エミッタ取り出し用の開口を有する第
二の絶縁膜20を形成し、また、ベースおよびエミッタ
電極となる第一の金属層(Au/Pt/Ti)14を形
成している。
【0021】次に、図1(b)に示すように、プラズマ
CVD法を用いて、Auめっき層を形成する予定のボン
ディング部に開口を有する窒化膜15を保護膜として形
成する。真空蒸着法を用いて、Auめっき層を形成する
ときに電極として用いるAu層16(第二の金属層)を
1500オングストロームの厚さに形成する。さらに、
Auめっきを選択的に形成するために、Auめっき層の
形成予定部、および絶縁膜周辺の少なくとも一部に開口
部120を有するフォトレジスト層117を形成する。
【0022】ところで、図2は本発明についての平面図
である。図1はA´−Aの断面を表したもので、開口部
120は図2に示したようにダイシング部21と接触す
るLOCOS領域11の端部に形成される。ここでは、
開口部120はLOCOS領域11の角端部に設けた形
態を示した。しかし、半導体装置の使用上問題とならな
い端部ならば、開口部120をどこに形成しても、本発
明は適用できる。
【0023】次に、図1(c)に示すように電解めっき
法により、Auめっき層118、119を3μm程度の
厚さに形成する。
【0024】次に、図1(d)に示すように、フォトレ
ジスト剥離液を用いてフォトレジスト117を除去し、
さらに露出したAuめっき電極用Au層16をエッチン
グする。
【0025】ここで、電極として用いるAu層16が段
切れしている場合、絶縁膜20上のAuめっき形成部は
電気的にオープン状態となり、LOCOS領域11の端
部の開口部120は電流密度(通常3mA/cm2 )が
高くなり、Auめっき層119の成長速度が設定値(通
常3μm/10min)より早くなり、短時間で段切れ
している絶縁膜上のAu層に接触し導通する。
【0026】上述のように、本発明によれば、絶縁膜パ
ターン11の周辺にAuめっき層を形成することによ
り、段差部の電極用金属層の非導通を回復させることが
できる。
【0027】以上は、本発明の実施の一形態として、シ
リコンバイポーラトランジスタにおけるLOCOS領域
上にあるボンディングパッド部のAuめっき層の形成方
法について説明したが、これに限定されるものではな
い。例えば、オーバーハング状の段差の上部に電解めっ
き法によりAuめっき層を形成する場合にも適用でき、
同様の効果が期待できる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、高性能のシリコントラ
ンジスタを歩留まりよく製造する半導体装置の製造方法
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を工程順に説明する断面図である。
【図2】本発明を説明する平面図である。
【図3】従来例を工程順に説明する断面図である。
【符号の説明】
10…半導体基板(シリコン基板) 11…第一の絶縁膜(LOCOS領域) 12…ベース領域 13…エミッタ領域 14…第一の金属層(ベース、エミッタ電極層) 15…窒化膜 16…第二の金属層(Auめっき電極用Au層) 17、117…フォトレジスト 18、118、119…第三の金属層(Auめっき層) 20…第二の絶縁膜 21…ダイシング部 120…開口部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に所定のパターンを有する
    厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、前記第一の
    絶縁膜上に電極と接続した第一の金属層を形成する第2
    工程と、前記第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続する
    ための開口を設けた第一の保護膜を、前記第一の絶縁膜
    上の端部に形成する第3工程と、開口を設けた前記第一
    の保護膜上面に下地の第二の金属層を形成する第4工程
    と、前記第二の金属層上に選択的に厚めっきの第三の金
    属層を形成する第5工程とからなる半導体装置の製造方
    法において、前記第一の絶縁膜の前記端部に対応したフ
    ォトレジスト開口を形成する工程と、電気めっき法を用
    いて前記フォトレジスト開口に厚めっき層を形成する工
    程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に所定のパターンを有する
    厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、前記第一の
    絶縁膜上に電極と接続した第一の金属層を形成する第2
    工程と、前記第一の絶縁膜上の第一の金属層と接続する
    ための開口を設けた第一の保護膜を、前記第一の絶縁膜
    上の端部に形成する第3工程と、開口を設けた前記第一
    の保護膜上面に下地の第二の金属層を形成する第4工程
    と、前記第二の金属層上に選択的に厚めっきの第三の金
    属層を形成する第5工程とからなる半導体装置の製造方
    法において、前記第三の金属層と前記第一の絶縁膜の
    記端部に対応したフォトレジスト開口を形成する工程
    と、電気めっき法を用いて前記フォトレジスト開口に厚
    めっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上に所定のパターンを有する
    厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、電極の取り
    出し用開口を有する第二の絶縁膜を形成する第2工程
    と、前記開口を介して前記第一の絶縁膜上と前記電極と
    を接続する第一の金属層を形成する第3工程と、前記第
    一の絶縁膜上の第一の金属層と接続するための開口を設
    けた保護膜を、前記第一の絶縁膜上の端部に形成する第
    4工程と、開口を有する前記保護膜上面に下地の第二の
    金属層を形成する第5工程と、前記第二の金属層上に選
    択的に厚めっきの第三の金属層を形成する第6工程とか
    なる半導体装置の製造方法において、前記第一の絶縁
    膜の端部に対応したフォトレジスト開口を形成する工程
    と、電気めっき法を用いて前記フォトレジスト開口に厚
    めっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に所定のパターンを有する
    厚膜の第一の絶縁膜を形成する第1工程と、電極の取り
    出し用開口を有する第二の絶縁膜を形成する第2工程
    と、前記開口を介して前記第一の絶縁膜上と前記電極と
    を接続する第一の金属層を形成する第3工程と、前記第
    一の絶縁膜上の第一の金属層と接続するための開口を設
    けた保護膜を、前記第一の絶縁膜上の端部に形成する第
    4工程と、開口を有する前記保護膜上面に下地の第二の
    金属層を形成する第5工程と、前記第二の金属層上に選
    択的に厚めっきの第三の金属層を形成する第6工程とか
    なる半導体装置の製造方法において、前記第三の金属
    層と前記第一の絶縁膜の端部に対応したフォトレジスト
    開口を形成する工程と、電気めっき法を用いて前記フォ
    トレジスト開口に厚めっき層を形成する工程とを含むこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 第三の金属層が金めっきによって形成さ
    れることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか
    1つに記載の半導体装置の製造方法。
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